Конструкции лестниц

Общие положения

Знание и понимание этих правил особенно важно в тех случаях, когда возникает необходимость самостоятельного изготовления лестницы в жилом или хозяйственном помещении, например, в загородном доме. Можно выстроить различные классификации типов лестниц по конструктивным особенностям или используемым материалам. Однако в нашем случае разумно разделить лестницы по их функциональному предназначению, которое может быть следующим:

1. Лестница, ведущая из одного уровня жилого помещения в другой (межуровневая лестница);
2. Лестница, ведущая в нежилое помещение, например, в подвал или на чердак (такая лестница может быть просто приставной);
3. Лестница на улице перед входом в дом – наружная лестница.

Исторически сложились два основных типа конструкций лестниц – это прямая и винтовая лестницы. Можно даже обозначить древнейшие прототипы подобных сооружений – это ряд ступеней, устроенных в склоне холма, которые обуславливают подъем по прямой (прямая лестница), и ветви дерева, которые подразумевают подъем по спирали (винтовая лестница). Между этими крайними видами лестниц следует также обозначить промежуточный и наиболее распространенный тип поворотной лестницы.

Рис. 1. Винтовая лестница

В самом деле, подъем по прямой наиболее удобен и требует наименьших затрат физических сил, но в то же время, одномаршевая лестница даже в один пролет занимает довольно много полезной площади. Винтовая лестница требует гораздо меньшей площади, но вместе с тем, имеет некоторые недостатки с точки зрения передвижения по ней (см. рис. 1). Это происходит в силу того, что каждая ступень такой лестницы имеет неодинаковую ширину в плане, увеличивающуюся по мере удаления от центра. Такие ступени называются забежными. Оптимальным для подъема по винтовой лестнице является путь по центру ступеней.

Непрерывный ряд ступеней марша поворотной лестницы обеспечивает прямой путь для подъема, при этом сами марши расположены под углом (90 или 180 градусов) друг к другу, что ведет к уменьшению общей площади, занимаемой лестницей.

Можно на собственном опыте убедиться, что подъем по лестничному маршу, имеющему более 10 ступеней, не очень удобен. Поэтому принято оборудовать лестницы промежуточными площадками. Такие площадки, во-первых, предоставляют небольшой отдых при подъеме и, во-вторых, позволяют устанавливать следующий марш в другом направлении. К числу недостатков поворотной двухмаршевой лестницы можно отнести неудобство транспортировки по такой лестнице крупногабаритных предметов (например, мебели).

Рис. 2. Четвертьоборотная лестница

На практике, чтобы обеспечить наиболее приемлемый во всех отношениях подъем с одного уровня (этажа) на другой, достаточна лестница с двумя маршами. Второй (верхний) марш может располагаться под прямым углом по отношению к первому, в этом случае лестница называется четвертьоборотной (см. рис. 2), или под углом 180 градусов – полуоборотная лестница (см. рис. 3). Если два верхних марша лестницы расходятся от промежуточной площадки в разных направлениях, лестница называется распашной. Лестница, имеющая более двух маршей, называется многомаршевой.

Рис. 3. Полуоборотная лестница

Кроме того, можно выделить промежуточный между поворотной и винтовой конструкциями тип лестницы (см. рис. 4). Его особенность состоит в том, что вместо промежуточной площадки выполняется сегмент винтовой лестницы с забежными ступенями. По направлению поворота между маршами различаются правые (движение по часовой стрелке) и левые (движение против часовой стрелки) лестницы.

Рис. 4. Промежуточный тип лестницы

Существуют определенные нормативы, которых необходимо придерживаться при строительстве и монтаже лестниц. Между двумя маршами или между маршем и потолком должно быть расстояние не менее 2 метров по вертикали для обеспечения свободного перемещения взрослого человека. Ширина марша должна допускать возможность одновременного передвижения по лестнице двух человек и в любом случае не может быть меньше 600 мм.

Надежное ограждение – также является неотъемлемым элементом большинства лестниц. Ограждения устраивают в виде поручней высотой не менее 900 мм, способных выдерживать соответствующие нагрузки.

Конструкции лестничного марша

Теперь, когда мы познакомились с основными принципами устройства лестниц, можно более детально рассмотреть конструкции лестничного марша.

Каждая ступень лестницы состоит из двух элементов – проступи и подступенка. Их размеры и соотношение определяют пропорции и, в определенной степени, уклон лестницы. Практический опыт показывает, что для создания оптимальных условий передвижения по лестнице следует руководствоваться в первую очередь соображениями удобства этого передвижения.

Основным параметром для выбора соотношения ширины проступи и высоты подступенка является ширина человеческого шага. Каждый последующий шаг по лестнице должен быть равен предыдущему. В самом деле, достаточно только представить себе спуск или подъем по лестнице со ступенями различной высоты, как становятся очевидными все преимущества конструкции с постоянными и правильными пропорциями.

Рис. 5. Конструкция лестницы
1 – проступь;
2 – подступенок;
b – ширина проступи;
h – высота подступенка

Шириной проступи (b) называется расстояние по горизонтали между передними кромками двух соседних ниже- и вышерасположенных ступеней лестницы. Высотой подступенка (h) – расстояние по вертикали между плоскостями проступей соседних ступеней лестницы (см. рис. 5). Основное правило для получения необходимой пропорции ступени можно сформулировать следующим образом: удвоенная сумма высоты подступенка и ширины проступи должна составлять 600–650 мм. Например, если высота подступенка 160 мм, то ширина проступи должна быть 280–330 мм.

Вместе с тем, не всякие размеры, которые формально укладываются в вышеприведенное уравнение, могут применяться на практике. Например, ступень с подступенком высотой 90 мм и шириной проступи 470 мм соответствует лишь указанным требованиям, но никак не удобству передвижения по лестнице. Поэтому высота подступенка имеет определенные размеры, которые могут варьироваться в пределах от 140 до 170 мм, при крайне допустимых значениях – 120 и 200 мм. На практике ширина проступи принимается 280–300 мм, но не менее 250 мм. Обычно реальную ширину проступи даже немного увеличивают по отношению к расчетной (примерно на 20 мм).

Для определения высоты подступенка, прежде всего, следует измерить расстояние между этажами, которые предстоит соединить лестницей. Это можно сделать по чертежу, но лучше непосредственно по месту, так как реальная высота иногда несколько отличается от расчетной. Если высоту подступенка выбрать заранее, может возникнуть ситуация, при которой число ступеней на лестнице получится не целым. Поэтому правильнее высоту лестницы разделить на целое число ступеней, получить в результате необходимую высоту подступенка и соответственно рассчитать надлежащую ширину проступи.

При этом следует учитывать еще две закономерности для построения оптимальной по размеру ступени. Наиболее удобны лестницы с соотношением проступи и подступенка b – h = 120 мм. Такое уравнение называется «формулой удобства». Вместе с тем, для наиболее безопасного передвижения надежнее конструкции с соотношением b + h = 460 мм (так называемая «формула безопасности»).

Следует также учитывать, что ширина проступи должна обеспечивать возможность полного и надежного опирания на нее всей поверхности ступни. Если проступь слишком узкая, то нога может соскользнуть с нее при движении вниз. Если же проступь, наоборот, слишком широкая, то при движении наверх нога, как правило, не опирается на середину всей ступней.

Соотношение проступи и подступенка определяет уклон лестницы. Существуют лестницы пологие (уклон до 38 градусов) и крутые (уклон от 38 до 45 градусов). Если ширина проступи равна высоте подступенка, то лестница имеет уклон в 45 градусов, что является пределом для жилых помещений. Внутренние лестницы, как правило, имеют уклон 38 градусов. Вместе с тем, лестницы в подсобные помещения (например, на чердак) могут иметь уклон и более 45 градусов. В таких случаях они обычно делаются приставными. Наиболее подходящее для жилых помещений соотношение высоты подступенка и ширины проступи составляет 1:2 (например, 150:300 мм).

Количество ступеней в марше лестницы может быть от 3 до 18 (хотя марш более чем с 10 ступенями не очень удобен), при этом желательно, чтобы их число было нечетным. Конструктивной основой для ступеней обычно служат две наклонные балки. В том случае, когда они расположены снизу, и ступени опираются на них – балки называются косоуры. Если же балки расположены по бокам, и ступени врезаны в них или укреплены с помощью шипов – балки называются тетивы.

Материалы для изготовления лестниц

Для изготовления лестниц могут применяться самые разнообразные строительные материалы. Их выбор зависит как от функционального предназначения лестниц, так и от их местонахождения. Для выполнения наружных лестниц больше подходят прочные, не боящиеся воздействия влаги и перепадов температур материалы – кирпич, металл или бетон. Древесина, применяемая для изготовления наружных лестниц, требует дополнительной обработки антисептиками.

Кроме того, необходимо учитывать возможность обледенения ступеней в зимнее время. Для повышения безопасности таких лестниц поверхности проступей следует выполнять рифлеными. Наружные лестницы из кирпича или бетона можно дополнительно облицовывать различными отделочными материалами. Для этого используются камень (гранит или мрамор) или кафельная (в том числе мозаичная) плитка.

Внутренние лестницы обычно выполняются из древесины или металла. Здесь следует отметить, что изготовление конструкции из металла требует специального оборудования и по степени сложности и трудоемкости на порядок превосходит аналогичные сооружения из древесины. Вместе с тем, металлические лестницы гораздо прочнее и надежнее деревянных, и уж во всяком случае безопаснее в противопожарном отношении.

При изготовлении деревянных лестниц чаще всего употребляется древесина дуба и сосны (применяются и другие хвойные породы – кедр или лиственница). Дуб имеет более высокую плотность и, соответственно, более надежен в эксплуатации. Хвойные породы заметно мягче дуба, но более удобны в обработке. Влажность применяемой для изготовления лестницы древесины должна соответствовать влажности помещения, в котором она будет находиться. Существующее разнообразие конструкций приставных лестниц позволяет использовать для их изготовления как древесину, так и металл.

Мы рассмотрели основные конструктивные особенности и пропорции лестниц. В дальнейшем будет дано более детальное описание технологии выполнения прямых и поворотных, винтовых, приставных и наружных лестниц.